BAB IV ANALYSIS DAN DESAIN PERANCANGAN

(1)

Bab IV Analisis dan Desain Perancangan

BAB IV

ANALYSIS DAN DESAIN PERANCANGAN

Pada analisis perancangan jembatan meliputi preliminary desain, perancangan dan perhitungan. Yang dimaksud dengan perancangan adalah berupa desain dan analisa elemen-elemen struktural pada struktur atas pembentuk konstruksi jembatan secara keseluruhan. Perancangan elemen-elemen struktural pembentuk konstruksi struktur atas jembatan, secara detail akan disajikan dalam sub-sub bab sesuai dengan jenis elemennya.

4 Preliminary desain

4.1 Konfigurasi susunan kabel

Gambar IV.1 Model konfigurasi kabel (Midas Civil Ver. 7.01)

Konfigurasi kabel arah melintang berupa two vertical planes system, sedang arah memanjang jembatan berupa fan system. Perencanaan desainnya sebagai berikut ;

(2)

 Panjang jembatan, L = 2l1 +l' + CL Dimana ;

l1 = Panjang bentang samping l' = Panjang bentang dalam CL = Closure

Panjang jembatan, L = 400 m, setengah dari panjang = 200 m l1 ≥ 0.4 l' 200 = 2(0.4 l' ) + l' + 20 = 1.8 l' + 20 l' =

(

)

8 . 1 20 200− = 100 m l1 = 0.4 l' = 0.4 x 100 m = 40 m l' + CL = 100 m + 40 m = 140 m

 Jarak kabel pada gelagar (a) = gelagar baja (12.5m - 25m) dan gelagar beton (5m - 10m) a =

(

)

4 2 / ) (l−CL ₌

₍

₎

4 2 / ) 40 140 ( − _{= 12.5 m}

a = jarak angker kabel pada gelagar ; 12.5 m ≤ a ≤ 22.5 m,

Diambil nilai a = 12.5 m, dengan alasan lebih kuat jika jarak antar kabel tidak terlalu jauh.

n = jumlah kabel, direncanakan menggunakan 10 kabel  Tinggi pylon, h ≥ L/6 - L/8 (Troitsky 1977 hal. 133)

200 m / 6 ≤ h ≥ 200 m / 8, maka ; = 0.4 x 10 x 12.5

(3)

Kelandaian arah memanjang 1%, pada konfigurasi demikian maka tinggi bebas tertinggi bawah jembatan adalah 56m dan terendah adalah 36m.

Gambar IV.2 Model struktur pylon

4.2 Dimensi gelagar melintang dan kantilever

o Gelagar melintang berupa profil baja WF

L1 = 6.8 + jarak titik berat gelagar memanjang box L1 = 6.8 m + 2 x 0.5 m = 7.8 m

(4)

Dipilih dimensi WF yang sesuai 900 x 300 x 18 x 34

d = 912 mm ; bf = 302 mm ; r = 28 mm tf = 34 mm ; tw = 18 mm ; w = 286 kg/m' o Gelagar melintang berupa profil baja WF

L2 = 1.2 m + 0.5 m = 1.7 m

Tinggi balok, d ≥ L2 / 6 = 1.7 / 6 = 0.28 m

Dipilih dimensi WF yang sesuai 300 x 150 x 5.5 x 8 d = 298 mm ; bf = 149 mm ; r = 13 mm

tf = 8 mm ; tw = 5.5 mm ; w = 32 kg/m' Mutu baja WF = BJ 41  fy = 250 MPa fu = 410 Mpa

Baut type tumpu (normal) ; f1 = 410 MPa, f2 = 350 MPa, r = 1.9 mm Mutu las Fe90  90 ksi = 632 MPa.

Jarak antar balok melintang, Lb = 7.5 m.

4.3 Dimensi gelagar memanjang

 Box Girder

Menurut Podolny (1976) dalam bukunya "Construction and design of cable stayed bridges" bahwa perbandingan tinggi gelagar dengan tinggi jembatan bervariasi antara 1/40 hingga 1/100.

(5)

Tinggi box girder, h adalah = 1/40l ≥ h ≥ 1/100 l

= 1/40 x 140 ≥ h ≥ 1/100 x 140 = 3.5 m ≥h ≥ 1.4 m

Gunakan h = 1.50 m dan b = 1.0 m

 Rib (rusuk-rusuk)

Tinggi rib d ≥ Lb / 12 = 7.5 m / 12 = 0.625 m

Dipilih dimensi WF yang sesuai 900 x 300 x 18 x 34

d = 912 mm ; bf = 302 mm ; r = 28 mm tf = 34 mm ; tw = 18 mm ; w = 286 kg/m' Mutu baja WF = BJ 41  fy = 250 MPa fu = 410 Mpa

(6)

4.4 Dimensi awal kabel dan angker

Ada 2 jenis kabel paralel VSL 7 wire strand yang biasa digunakan untuk konstruksi jembatan kabel, yaitu ;

Standard ASTM A 416-74 _{Grade 270} Euronorme _138-79

Փ (mm) 15.2 15.7

As (mm2₎ ₁₄₀ ₁₅₀

fu (fijin = 0.7 fu), MPa 1860 (1488) 1770 (1416) Ukuran angker (strand) 7, 12, 19, 31, 37, 61 dan 91 Tabel IV.1. Jenis kabel dan angker

Dimensi awal kabel didekati dengan persamaan berikut (Gimsing, 1983) ;

Gambar IV.3 Perancangan dimensi kabel yang sesuai untuk beban layan

Dimana ;

Asc = Luas penampang kabel

W = Beban mati dan hidup merata P = Beban terpusat

ʎ = Jarak antar angker kabel pada gelagar θ = Sudut kabel terhadap horisontal

ɣ = Berat jenis kabel = 77.01 kN/M3 fu = Tegangan putus kabel

(7)

Perhitungan penampang dan jumlah strand kabel untuk preliminary desain sebagai berikut ;

Kabel 1, S1 ;

a1 = 12.5 m, θ1 = arc tan (C1 / a1) = arc tan (38/12.5) = 71.79º wʎ = 2,800 kN, P = 60 kN ; wʎ + P = 2860 kN Asc0 =

(

)

a fu P w γ θ θ λ − + 2 / 2 sin 8 . 0 ) cos ) ( =

(

)

5 . 12 79 . 71 2 / 79 . 71 2 sin 1448000 79 . 71 cos ) 2860 ( x x − = 3701.05 mm2 Kabel type ɸ 152 mm, As = 140 mm2

Jumlah kabel yang dibutuhkan, n =

(

)

As Asco ₌

₍

₎

140 55 . 3701 _{= 26.44 ≈31} Asc = n x As = 31 x 140 mm2_{= 4340 mm}2 No _(m)C θ º a (m) _(kN)Wʎ _(kN)P Wʎ+P _(kN) Asc0 (mm2₎ n Asc S10 56 24.13 125 6920 60 6980 11675.85 91 12740 S9 54 25.64 112.5 6770 60 6830 10767.88 91 12740 S8 52 27.47 100 6510 60 6570 9692.94 91 12740 S7 50 29.74 87.5 6320 60 6380 8733.82 91 12740 S6 48 32.62 75 5980 60 6040 7595.05 61 8540 S5 46 36.35 62.5 5740 60 5800 6620.63 61 8540 S4 44 41.35 50 5534 60 5594 5720.51 37 5180 S3 42 48.24 37.5 5490 60 5550 5019.81 37 5180 S2 40 57.99 25 5380 60 5440 4323.68 31 4340 S1 38 71.79 12.5 5160 60 5220 3701.05 31 4340 M1 38 71.79 12.5 5160 60 5220 3701.05 31 4340 M2 40 57.99 25 5380 60 5440 4323.68 31 4340 M3 42 48.24 37.5 5490 60 5550 5019.81 37 5180 M4 44 41.35 50 5534 60 5594 5720.51 37 5180 M5 46 36.35 62.5 5740 60 5800 6620.63 61 8540 M6 48 32.62 75 5980 60 6040 7595.05 61 8540 M7 50 29.74 87.5 6320 60 6380 8733.82 91 12740 M8 52 27.47 100 6510 60 6570 9692.94 91 12740 M9 54 25.64 112.5 6770 60 6830 10767.88 91 12740 M10 56 24.13 125 6920 60 6980 11675.85 91 12740 Tabel IV.2. Perhitungan penampang dan jumlah kabel

(8)

Dalam pelaksanaan, kabel akan mengalami lendutan akibat berat sendiri. Tetapi dalam analisa dapat digunakan kabel lurus dengan koreksi pada nilai modulus elastisitas (E) sebagai berikut (Munaf dan Riyanto, 2004).

Dimana ;

Eeq = Modulus elastisitas equivalent

E = Modulus elastisitas kabel = 200,000 MPa

ɣ = Berat jenis kabel = 77.01kN/M3_{= 77.01 x 10}-6_N/mm3 σ = Tegangan tarik kabel = 0.8 fu = 1488 MPa

l _{= Jarak titik gantung kabel = √𝑎𝑎}2_{+ 𝑏𝑏}2_{+ 𝑐𝑐}2

Contoh perhitungan untuk menghitung modulus elastisitas equivalent masing-masing kabel dicontohkan untuk kabel S1 .

Data ; a1 = 30 m, b = 3 m, c = 90 m l _{= √30}2_{+ 3𝑏𝑏}2_{+ 90}2

= 94,92 m, maka ; Eeq menjadi ;

͟200,000 1+(77,01 x 1000−6 .30,000)² 12 .1488³

x 200,000 = 200,004 MPa No. a (m) b (m) C (m) l (m) E (MPa) S10 125 2 56 136.99 200,000 200,007 S9 112.5 2 54 124.80 200,000 200,006 S8 100 2 52 112.73 200,000 200,005 S7 87.5 2 50 100.80 200,000 200,004 S6 75 2 48 89.07 200,000 200,003 S5 62.5 2 46 77.63 200,000 200,002 S4 50 2 44 66.63 200,000 200,002 S3 37.5 2 42 56.34 200,000 200,001 S2 25 2 40 47.21 200,000 200,001 S1 12.5 2 38 40.05 200,000 200,001

(9)

Bab IV Analisis dan Desain Perancangan M1 12.5 2 38 40.05 200,000 200,001 M2 25 2 40 47.21 200,000 200,001 M3 37.5 2 42 56.34 200,000 200,001 M4 50 2 44 66.63 200,000 200,002 M5 62.5 2 46 77.63 200,000 200,002 M6 75 2 48 89.07 200,000 200,003 M7 87.5 2 50 100.80 200,000 200,004 M8 100 2 52 112.73 200,000 200,005 M9 112.5 2 54 124.80 200,000 200,006 M10 125 2 56 136.99 200,000 200,007

Tabel IV.3. Perhitungan Modulus elastisitas equivalent

Dari tabel 4.3, dapt diamati bahwa koreksi modulus elastisitas yang terjadi sangat kecil (kurang dari 0.5%) sehingga dapat diabaikan. Hal ini berarti bahwa lendutan kabel yang terjadi akibat berat sendiri sangatlah kecil sehingga kabel bisa dianggap lurus.

4.5 Struktur Pylon

Preliminary pylon berdasarkan besarnya gaya aksial tekan dan momen lentur (diasumsikan 50% dari pengaruh aksial) pada kabel untuk satu sisi kolom vertikal pylon tersebut.

Material = Beton bertulang f'c = 50 MPa

fy = 400 MPa Model = 2 vertikal

(10)

Tabel IV.4. Gaya aksial pada pylon

No. Kabel α º T (kN) S10 24.13 6980 S9 25.64 6830 S8 27.47 6570 S7 29.74 6380 S6 32.62 6040 S5 36.35 5800 S4 41.35 5594 S3 48.24 5550 S2 57.99 5440 S1 71.79 5220 M1 71.79 5220 M2 57.99 5440 M3 48.24 5550 M4 41.35 5594 M5 36.35 5800 M6 32.62 6040 M7 29.74 6380 M8 27.47 6570 M9 25.64 6830 M10 24.13 6980 Total 120808

Memperkirakan dimensi pylon ;

A perlu = T/fc' = 120808 / 30 x 10-3_{= 4,026,933 mm}2

Asumsi akibat pengaruh lentur 50% maka A untuk perhitungan menjadi 1,5 x 4,026,933 mm2_{=6,040,400 mm}2

Luas penampang,A = 2b2_{, maka b=�𝐴𝐴/2 = 1,738 mm~digunakan 1750mm.} Tinggi h diasumsikan 2b, maka h = 2 x 1750 mm = 3500 mm.

(11)

4.6 Desain struktur sekunder 4.6.1 Pelat lantai kendaraan

Pelat lantai kendaraan berupa beton komposit antara beton bertulang dengan pelat kompodeck.

Gambar IV.5 Struktur pelat lantai kendaraan

ɣbeton = 25 kN/m3 ɣaspalt = 22 kN/m3 ɣbaja = 77 kN/m3 f'c = 25 MPa fy = 400 MPa fycomp = 550 MPa

tebal spesi beton = 40 mm

Tabel IV.5 Pembebanan lantai kendaraan

Jenis Beban Nilai LF Total

Beban Mati (DL)

Beban pelat beton 6.25 kN/m' 1.3 8.125 kN/m' Beban pelat compodeck 0.096 kN/m' 1.1 0.106 kN/m'

Beban superimpose (SDL) Beban aspalt 2.20 kN/m' 2.0 4.40 kN/m' Beban pelaksana (PLL) Beban pelaksanaan 2.00 kN/m' 1.25 2.50 kN/m' Beban Hidup (LL) Beban Truk 112.50 kN 1.8 263.25 kN DLA = 30%

(12)

Untuk memdapatkan pengaruh yang paling menentukan, beban dikonfigurasi dalam keadaan ultimit (RSNI T-02-2005) tabel 40 seperti berikut;

Model Kombinasi Skematisasi

1 DL + SDL + PLL + LL 2 DL + SDL + PLL + LL

Dari hasil analisa diperoleh desain pelat lantai kendaraan seperti gambar berikut ini ;

Gambar IV.6 Gambar lantai kendaraan komposit

4.6.2 Railing jembatan

Railing jembatan dari profil baja bulat, sedangkan ke landasan diberi baseplate yang diangker ke beton trotoar. Analisa profil railing dengan program SAP 2000.

ɣbeton = 25 kN/m3 f'c = 25 MPa fy = 400 MPa

Railing direncanakan menerima beban w = 0.75 kN/m' yang bekerja sepanjang L pada pipa sandaran paling atas (RSNI-T-02-2005 pasal 12.5), kemudian beban w didistribusikan ke join-join sebesar ;

(13)

Hasil analisa dengan SAP 2000, profil sangat kuat dimana rasio antara beban terfaktor dengan kapasitas nominal lebih kecil sama dengan 1.

Frame Diameter (in) (kN) Ps ɵ Pn (kN) Kapasitas ≤ 1 Rasio

Vertikal tepi 3 - 0.413 - 0.489 0.845

Horisontal 3 - 0.332 - 1.253 0.265

Vertikal dalam 1 - 0.023 - 0.091 0.253

Diagonal 1 - 0.281 - 1.007 0.279

Tabel IV.6 Analisa profil railing

4.6.3 Gelagar ribs

Data perencanaan sebagai berikut ; Gelagar diasumsikan simple beam.

Beton bertulang fc' = 25 MPa, fy = 400 MPa Pelat compodeck fyc = 550 MPa

Profil baja ; BJ 41  fy = 250 MPa, fu = 410 MPa

Sebagai preliminary dicoba WF 700 x 300 x 13 x 24 dimana, berat sendiri, w = 185 kg/m' = 1.85 kN/m'

Stud/shear connector dari Baja; fur =400 MPa. ɣbeton = 25 kN/m3 ; ɣaspalt = 22 kN/m3 ɣbaja = 77 kN/m3 ;tcompodeck = 1 mm

Tabel IV.7 Pembebanan gelagar ribs

Beban Mati (DL)

Berat sendiri 2.04 kN/m' 1.1 2.24 kN/m'

Beban pelat beton 15.00 kN/m' 1.3 19.50 kN/m' Beban pelat compodeck 0.23 kN/m' 1.1 0.25 kN/m'

Beban superimpose (SDL) Beban aspalt 5.28 kN/m' 2.0 10.56 kN/m' Beban pelaksana (PLL) Beban pelaksanaan 2.00 kN/m' 1.25 2.50 kN/m' Beban Hidup (LL) Beban UDL 13.75 kN/m' 1.8 24.75 kN/m' Beban KEL 152.88 kN 1.8 275.18 kN

(14)

Untuk mendapatkan pengaruh yang plaing kritis, beban dikombinasikan berdasarkan kondisi ultimit (RSNI-T02-2005, tabel 40) sebagai berikut ;

Tabel IV.8 Kombinasi pembebanan gelagar ribs

Kombinasi Jenis Beban

Komb. 1 DL + SDL + LL (UDL + KEL) Komb. 2 DL + SDL + PLL

Dari hasil analisa dengan SAP 2000, kombinasi 1 akibat UDL dan KEL lebih menentukan pada pengaruh momen dan juga geser.

Mu (+) = 882.62 kN m Vu = 333.14 kN

 Analisa kapasitas penampang komposit

ɸMn = 2969 kN m ≥ Mu = 882.62 kNm…… (Ok)  Analisa penampang komposit terhadap geser

ɸVn = 1228.5 kN ≥ Vn = 333.14 kN……..… (Ok)  Kontrol lendutan

Yijin = 1/800 x 7.5 m = 0.0093 m

Frame girder Displacement (Ymak) _Y

mak ≤ Yijin

UDL + KEL

ribs 0.0083 Ok

d = 700 mm ; bf = 300 mm ; r = 28 mm tf = 24 mm ; tw = 13 mm

(15)

4.6.4 Shear connector

Direncanakan stud connector ; D = 22 mm

Asc = 0.785 x 222_{= 379.94 mm}2 Fu = 400 MPa

Jadi jumlah stud sepanjang bentang = 2 x 22 = 44 buah.

Gambar IV.7 Detail pemasangan shear connector

4.6.5 Gelagar melintang

Tabel IV.9 Pembebanan gelagar melintang

Beban Mati (DL) Berat Wgelagar 3.15 kN/m' 1.1 3.46 kN/m' Berat Wrib 15.26 kN 1.1 16.79 kN Berat Wbeton 121.88 kN 1.3 158.44 kN Berat Wcomb 1.87 kN 1.1 2.06 kN Beban superimpose (SDL) Berat Paspalt 39.60 kN 2.0 79.20 kN Berat Wkerb 27.00 kN 1.3 35.10 kN Berat Wrailing 0.83 kN 2.0 1.66 kN Berat PJU 3.18 kN 2.0 6.36 kN Beban pelaksana (PLL) Beban pelaksanaan 2.00 kN/m' 1.25 2.50 kN/m' Beban Hidup (LL) Beban UDL 42.98 kN/m' 1.8 77.36 kN/m' Beban KEL 63.70 kN 1.8 114.66 kN

(16)

Untuk mendapatkan pengaruh yang plaing kritis, beban dikombinasikan berdasarkan kondisi ultimit (RSNI-T02-2005, tabel 40) sebagai berikut ;

Tabel IV.10 Kombinasi pembebanan gelagar melintang

Kombinasi Jenis Beban

Komb. 1 DL + SDL + LL (UDL + KEL)

Komb. 2 DL + SDL + LL (UDL + KEL + pejalan kaki)

Komb. 3 DL + SDL + PLL

Dari hasil analisa diatas, kombinasi 1 akibat UDL dan KEL lebih menentukan pada pengaruh momen dan juga geser.

Analisa kapasitas penampang untuk kuat lentur, geser dan lendutan.

Direncanakan dimensi WF yang sesuai 900 x 300 x 18 x 34

d = 912 mm ; bf = 302 mm ; r = 28 mm tf = 34 mm ; tw = 18 mm ; w = 286 kg/m' A = 36400 mm2_{; Ix = 498000 x 10}4_mm4 Iy = 15700 x 104_mm4_{; Zx = 12221 x 10}3_mm3 BJ 41 ; fy = 250 MPa E = 2.1 x 105_MPa

(17)

 Analisa kapasitas penampang akibat interaksi geser dan lentur jika momen lentur dianggap dipikul oleh seluruh penampang, maka gelagar harus didesain untuk memikul kombinasi lentur dan geser (RSNI-T02-2005, pasal 7.9.3) 𝑀𝑀𝑀𝑀 𝜑𝜑𝑀𝑀𝜑𝜑 + 0.625 𝑉𝑉𝑀𝑀 𝜑𝜑𝑉𝑉𝜑𝜑 ≤ 1 1660.77 2749 + 0.625 792.84 2216.16 ≤ 1 0.828 ≤ 1 ... (Ok)  Kontrol lendutan Yijin = 1/800 x 7.3 m = 0.0091 m

Frame girder Displacement (Ymak)

Ymak ≤ Yijin

UDL + KEL T

tengah 0.0089 0.0084 Ok

Dengan demikian gelagar melintang WF 900 x 300 x 18 x 34 bisa digunakan.

4.7 Analisa struktur utama

Struktur utama terdiri dari Kabel, gelagar memanjang box dan pylon. Masing-masing gaya pada kabel adalah hasil output iterasi Midas Civil 7.01 yang ditabelkan sebagai berikut ;

No. Kabel Stresing

(kN) No. Kabel Stresing (kN) S10 6980 M1 5220 S9 6830 M2 5440 S8 6570 M3 5550 S7 6380 M4 5594 S6 6040 M5 5800 S5 5800 M6 6040 S4 5594 M7 6380 S3 5550 M8 6570 S2 5440 M9 6830 S1 5220 M10 6980

(18)

Beban Mati (DL)

Berat sendiri box W 20.78 kN/m' 1.1 22.86 kN/m'

P gelagar rib 15.26 kN 1.1 16.79 kN

P gelagar melintang 10.69 kN 1.1 11.76 kN

P kantilever 0.42 kN 1.1 0.46 kN

P plat beton bertulang 262.50 kN 1.3 341.25 kN P plat compodeck 4.44 kN 1.1 4.88 kN W 22.86 kN/m' PDL 375.14 kN Beban superimpose (SDL) Berat Paspalt 57.75 kN 2.0 115.50 kN Berat Wkerb 36.45 kN 1.3 72.90 kN Berat Wrailing 0.83 kN 2.0 1.66 kN Berat PJU 3.18 kN 2.0 6.36 kN PSDL 196.42 kN Beban Hidup (LL) Beban UDL 20.06 kN/m' 1.8 36.11 kN/m' Beban KEL 222.95 kN 1.8 403.31 kN Beban angin (WL) TW1 1.01 kN/m' 1.2 1.21 kN/m' TW2 1.94 kN/m' 1.2 2.33 kN/m' TW 3.54 kN/m'

Tabel IV.12 Pembebanan pada kabel akibat beban pada gelagar melintang

Untuk mendapatkan pengaruh yang yang paling menentukan, berdasarkan Munaf dan Riyanto 2004 maka ;

Model Kombinasi Skematisasi

1 DL + SDL + LL tepi 2 DL + SDL + LL tengah 3 DL + SDL + LL penuh 4 DL + SDL + Angin penuh 5 DL + SDL + Angin extrim

(19)

DL = Berat sendiri LL = Beban UDL SDL = Beban aspal

Hasil analisa struktur utama dengan Midas Civil 7.01, sebagai berikut ;

Gambar IV.8 Deformasi struktur a. (kasus 1) b. (kasus 2) c. (kasus 3)

(20)

4.7.1 Desain kapasitas gelagar memanjang box.

Analisa ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan gelagar box terhadap gaya yang bekerja dari berbagai kasus. Desain gelagar dibagi 2 yaitu ;

1. Midspan closure yaitu bagian yang menerima gaya aksial tarik tinggi 2. Gelagar bagian dalam kabel yang menerima gaya aksial tekan tinggi.

Momen (kN m) Geser (kN) Aksial (kN)

Kasus 1 _-3548 ₁₀₆₅ _-777 Kasus 2 ₁₂₃₉₅ _-1447 ₈₀₆₉ Kasus 3 ₁₀₉₈₅ _-1447 ₄₈₀₂ Kasus 4 ₃₄₂₀ -1040 5100 * sb lemah ₂₂₇ Kasus 5 ₃₄₂₀ -1048 2573 * sb lemah _-35

Tabel IV.14 Gaya dalam gelagar midspan closure

Momen (kN m) Geser (kN) Aksial (kN)

Kasus 1 ₁₅₆₄₆ _-1875 _-28384 Kasus 2 _-14894 ₁₈₇₄ _-27587 Kasus 3 ₁₀₂₃₈ ₂₁₉₆ _-30502 Kasus 4 ₆₃₃₃ 1647 -25675 * sb lemah _-2414 Kasus 5 ₆₃₃₃ -1646 -25076 * sb lemah _-734

Tabel IV.15 Gaya dalam gelagar bagian dalam

 Kontrol akibat aksial ɸPn > Pu mak

(21)

dimana ;

ɸ = Faktor koreksi = 0.85

Pn = Gaya dalam mampu diberikan struktur yang digunakan = 59,623.06 kN (didapat dari hasil Midas Civil 7.01)

Pu mak = Gaya maksimal yang mampu dipikul oleh struktur = 30,502 kN (didapat dari hasil Midas Civil 7.01) Maka ;

ɸPn = 50,679.6 kN > Pu mak (30,502 kN)...Ok  Kontrol akibat kombinasi lentur + aksial

a. Gelagar midspan closure

�_{ɸ𝑡𝑡. 𝑃𝑃𝜑𝜑 � = �}𝑃𝑃𝑀𝑀 _{50,679.6 � = 0,16 ≤ 0.20}8069 𝑃𝑃𝑀𝑀 2ɸ𝑡𝑡. 𝑃𝑃𝜑𝜑 + � 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 ɸ𝑏𝑏. 𝑀𝑀𝜑𝜑𝑀𝑀 + ɸ𝑏𝑏. 𝑀𝑀𝜑𝜑𝑀𝑀 � ≤ 1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 8069 2𝑀𝑀50,779.6 + � 12,395 0.9 𝑀𝑀 46,980 + 227 0.9 𝑀𝑀 35,380 � ≤ 1 0.38 ≤ 1... Ok

b. Gelagar bagian dalam

�_{ɸ𝑐𝑐. 𝑃𝑃𝜑𝜑 � = �}𝑃𝑃𝑀𝑀 28,384 0.85 𝑀𝑀 (240,000 𝑀𝑀 290_{1.03 𝑀𝑀 0.0013)}� = 0,50 ≥ 0.20 𝑃𝑃𝑀𝑀 ɸ𝑐𝑐. 𝑃𝑃𝜑𝜑 +9 �8 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 ɸ𝑏𝑏. 𝑀𝑀𝜑𝜑𝑀𝑀 + ɸ𝑏𝑏. 𝑀𝑀𝜑𝜑𝑀𝑀 � ≤ 1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 0.50 +_{9 �}8 _{0.9 𝑀𝑀 46,980 +}15,646 _{0.9 𝑀𝑀 35,380 � ≤ 1}2414 0.90 ≤ 1... Ok

(22)

4. 7.2 Iterasi kebutuhan kabel

Asc*  P*  Asc  P

4.7.2.1 Perhitungan penampang kabel berdasarkan gaya P*

Dari gaya P* bisa langsung digunakan untuk mengitung besar kabel yang dibutuhkan (Asc). Contoh perhitungan untuk kabel S1 sebagai berikut ;

P* = 2860 kN = 2,860,000 N

Asc* = P* / Fijin = 2,860,000 / 1,488 = 1,922 mm2

4.7.2.2 Cross check penampang kabel berdasarkan gaya kabel P

Kabel S1 ; Asc = 2,660 mm2 Pn = Asc x fijin = 2,660 x 1,488 = 3,958,080 N = 3,958 kN P = 2,860 kN Pn > P = 3,958 kN > 2,860 kN... (Ok) No.

Kabel P* (kN) Asc* (mm2) (mmAsc 2₎ Pn Kesimpulan

S10 6980 4691 12740 18958 Ok S9 6830 4591 12740 18958 Ok S8 6570 4416 12740 18958 Ok S7 6380 4288 12740 18958 Ok S6 6040 4060 8540 12708 Ok S5 5800 3898 8540 12708 Ok S4 5594 3760 5180 7708 Ok S3 5550 3730 5180 7708 Ok S2 5440 3656 4340 6458 Ok S1 5220 3509 4340 6458 Ok M1 5220 3509 4340 6458 Ok M2 5440 3656 4340 6458 Ok

(23)

Bab IV Analisis dan Desain Perancangan M3 5550 3730 5180 7708 Ok M4 5594 3760 5180 7708 Ok M5 5800 3898 8540 12708 Ok M6 6040 4060 8540 12708 Ok M7 6380 4288 12740 18958 Ok M8 6570 4416 12740 18958 Ok M9 6830 4591 12740 18958 Ok M10 6980 4691 12740 18958 Ok

Tabel IV.18 Pengecheckan kabel

4.7.3 Penulangan struktur pylon

Tulangan pokok dihitung menggunakan PCACOAL dengan hasil

sebagai berikut ;

1. Kolom pylon ukuran 1750 x 3500 mm  292 D32 (ρ = 5.22%) 2. Balok atas 600 x 2000 mm  24 D32 (ρ = 1.64%)

3. Balok atas 1000 x 1500 mm  46 D32 (ρ = 2.51%)

4.8. Staging analysis

Methode pelaksanaan/ staging analysis kontruksi jembatan kabel dibuat Balance Cantilever dan dipengaruhi langsung oleh beban form traveler. Gelagar dan LK (gelagar melintang, kantilever, ribs, dan plat compodeck) sebelum dirangkai terlebih dahulu untuk mengurangi pengerjaan saat pelaksanaan. Tahapan pelaksanaan sebagai berikut ;

1. Pelaksanaan pemasangan gelagar G1(gelagar box memanjang) dan LK1 menggunakan crane kemudian diletakan diatas perancah lalu dilakukan pen-jacking-an pada angker S1 dan M1.

2. Lakukan pemasangan Gs2 dan Lks2 , lalu dijacking pada angker S2 3. Pemasangan Gm2 dan LKm2, lalu dijacking pada angke M2, dilanjutkan

(24)

4. Pemasangan Gs3, Lks3, Gm3, dan Lkm3 , lalu jacking dilakukan bergantian dimulai di M3 terlebih dahulu.

5. Kemudian jacking pada angker S3, diteruskan dengan pengecoran plat beton Lks2 dan Lkm2

6. Pemasangan Gs4, Lks4, Gm4, dan Lkm4 , lalu jacking dilakukan bergantian dimulai di M4 terlebih dahulu, lanjutkan pengecoran plat beton Lks3 dan Lkm3

7. Pemasangan Gs5, Lks5, Gm5, dan Lkm5, lalu jacking dilakukan bergantian dimulai di M5 terlebih dahulu, lanjutkan pengecoran plat beton Lks4 dan Lkm4

12. Jacking pada pylon dimulai pada S9 dan diangker dblok angker pada abutment kemudian dilakukan jacking pada S9

13. Berikutnya lakukan penyambungan closer yaitu Gcloser dan LKcloser lalu pengecoran dimulai dari Lks9 , Lkm9 , Lks10 , Lkm10. Setelah itu salah satu form traveler dibongkar dan lanjutkan pengecoran pelat beton closer lalu form traveler dibongkar.

(25)

Metode analysis strucktur menggunakan sistem demolishing procedure melalui backward solution. Dimulai dari keadaan final jembatan dilanjutkan dengan melepas bagian perbagian hingga sampai pada keadaan awal pada metode pelaksanaan. Semua tahapan tersebut diinput ke program Midas Civil hingga didapatkan hasil gaya pertahapan analisa.

4.9 Kontrol gelagar box memanjang

Gaya aksial maksimal gelagar pada bagian dalam saat pelaksanaan sangat besar dibanding pada saat servis, sehingga gelagar perlu dicek kapasitasnya. Gaya maksimum yang bekerja pada gelagar bagian dalam saat pelaksanaan yang menimbulkan momen maksimum adalah :

Tabel IV.17 Gaya dalam aksial pada kabel

Gelagar Tahap Momen (kN M) Geser _(kN) Aksial (kN) Sb. Kuat Sb. Lemah Gm1 17 19474 -1722 -2206 -35071 �_{ɸ𝑐𝑐. 𝑃𝑃𝜑𝜑 � = �}𝑃𝑃𝑀𝑀 35,071 0.85 𝑀𝑀 (240,000 𝑀𝑀 290_{1.03 𝑀𝑀 0.0013)}� = 0,60 ≥ 0.20 𝑃𝑃𝑀𝑀 ɸ𝑐𝑐. 𝑃𝑃𝜑𝜑 +9 �8 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 ɸ𝑏𝑏. 𝑀𝑀𝜑𝜑𝑀𝑀 + ɸ𝑏𝑏. 𝑀𝑀𝜑𝜑𝑀𝑀 � ≤ 1𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 0.60 +_{9 �}8 _{0.9 𝑀𝑀 46,980 +}19,474 _{0.9 𝑀𝑀 35,380 � ≤ 1}1722 0.99 ≤ 1... Ok

(26)

No. Kabel

Gaya kabel (kN)

Keterangan Servis Pelaksanaan Selisih %

GS10 18958 15261.19 3696.81 20% Tahap1 GS9 18958 14976.82 3981.18 21% Tahap1 GS8 18958 14597.66 4360.34 23% Tahap1 GS7 18958 14408.08 4549.92 24% Tahap1 GS6 12708 9912.24 2795.76 22% Tahap1 GS5 12708 10039.32 2668.68 21% Tahap1 GS4 7708 6243.48 1464.52 19% Tahap1 GS3 7708 6243.48 1464.52 19% Tahap1 GS2 6458 5618.46 839.54 13% Tahap1 GS1 6458 5747.62 710.38 11% Tahap19 GM1 6458 5747.62 710.38 11% Tahap19 GM2 6458 5618.46 839.54 13% Tahap1 GM3 7708 6243.48 1464.52 19% Tahap1 GM4 7708 6243.48 1464.52 19% Tahap1 GM5 12708 10039.32 2668.68 21% Tahap1 GM6 12708 9912.24 2795.76 22% Tahap1 GM7 18958 14408.08 4549.92 24% Tahap1 GM8 18958 14597.66 4360.34 23% Tahap1 GM9 18958 14976.82 3981.18 21% Tahap1 GM10 18958 15261.19 3696.81 20% Tahap1

Tabel IV.18 Gaya kabel dalam pelaksanaan

Dari tabel diatas dapat diamati bahwa hampir semua kabel mendapatkan gaya maksimum pada tahap 1 yaitu kondisi final sebelum beban hidup diberikan, hanya pada kabel yang dekat pylon GS1 dan GM1, kabel ini mendapatkan gaya maksimum saat tahap ke 19. Hal ini karena terjadi akibat saat kabel memikul beban gelagar dan from traveler "sendirian". Gaya kabel saat pelaksanaan semuanya lebih kecil dari saat servis, maka penampang kabel terpenuhi.

(27)

Gambar IV.7 Deformasi struktur tahap 19

4.10 Kontrol struktur pylon

Momen maksimum yang terjadi pada pylon seperti pada tabel IV.19 dibawah ini.

Tabel IV.19 Gaya aksial pada pylon saat pelaksanaan

Elemen Moment sumbu x (kN M) Keterangan

Servis Pelaksanaan Selisih %

BA1 166 79 87 52% Tahap 1 BA2 265 197 68 26% Tahap 9 BA3 178 121 57 32% Tahap 19 BB -2802 -2644 -158 6% Tahap 1 KKi 17554 28396 -10842 -62% Tahap 8 KKa 20026 32092 -12066 -60% Tahap 8

Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa elemen BA dan BB moment x saat pelaksanaan sangat kecil dibanding saat servis.Sedangkan elemen kolom moment sumbu x saat pelaksanaan lebih besar dibanding saat servis. Kolom-kolom tersebut harus dicroscek terhadap tulangan yang telah didesain sebelumnya dan apabila tidak memenuhi syarat maka harus didesain ulang.

Tabel IV.20 Gaya dalam pada pylon kolom KKa

Elemen Tahap Moment (kN M) Geser _(kN) Aksial _(kN) Sumbu x Sumbu y

(28)

Momen yang telah terjadi dikalikan factor pembesaran momen karena kelangsingan pylon seperti pada analisa penampang pylon sebagai berikut ini dengan Pu adalah gaya aksial pada tahap 8.

1. Rangka tanpa pengaku (unbraced frame)

Momen desain Mc =δx Mux = 2.39 x 32092 kN M = 76,699.88 kNM 2. Rangka dengan pengaku (braced frame)

Momen desain Mc =δx Mux = 2.4 x 2032 kN M = 4,876.80 kNM

(29)